JPH01159961A

JPH01159961A - 導電性高分子電極

Info

Publication number: JPH01159961A
Application number: JP62317231A
Authority: JP
Inventors: Koji Hanabusa; 幸司花房; Hiromitsu Hamamatsu; 浜松　博光
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1989-06-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は集電板上に導電性高分子材料の膜を形成して
なる導電性高分子電極に関するものであり、特に、軽量
で、薄く、フレキシビリティが高く、しかも表面積の大
きいポーラスな導電性高分子電極に関するものである。

［従来の技術］各種アルカリ金属またはアルカリ土類金属を負極とし、
導電性高分子を正極に用いた二次電池か検討されている
。正極および負極を適当な電解液中で対向させて配置し
、充放電を行なうと、充電時には電解質カチオンが負極
上に析出し、電解質アニオンは正極内にドープされる。

放電時にはこの逆反応が起こる。このような電池の正極
は、−般にポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリ
ン等のへテロ原子を含む五員環構造または芳香環構造を
有する導電性高分子で形成される。高い電流密度で可逆
的な充放電を行なうためには、正極の膜内でアニオンの
拡散が素早く起こることか要求される。したがって、表
面積の大きいポーラスな膜を作製する必要がある。従来
、このような膜を作製する方法としては、種々の重合方
法および種々の重合条件の検討がなされている（たとえ
ば、特開昭６２−１８１３３４号公報、特開昭６２−１
７７０２５号公報参照）。また、この方法以外に、集電
板について発明者等は、これまで種々検討を行なってき
た。その結果、白金板、ステンレス板などの金属板を集
電板に用いた場合、優れた電池特性を示すことを見い出
した。また、多孔質グラファイト板（気孔率５０〜９０
％、平均孔径１０〜３００μｍ）を用いることにより、
集電板の形状を反映して、凹凸の激しい表面積の大きな
ポーラスな電極を作製でき、優れた電池特性を有するも
のを得ている。

［発明が解決しようとする問題点コしかしながら、集電板に白金板やステンレス板などを用
いる場合には、重量か増大し、プラスチック電池の利点
である軽量化が損なわれるという問題点があった。また
、上述の多孔質グラファイト板を集電板として用いる場
合には、軽量ではあるが、集電板の厚みを小さくすると
割れやすくなる。したかって、実際に集電板として用い
るには、十分な厚みが必要となり、積層型電池などを組
立てる場合には、嵩高くなるという問題点かあった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、軽量で、薄く、フレキンビリティが高く、し
かも表面積の大きいポーラスな導電性高分子電極を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明は集電板上に導電性高分子材料の膜を形成して
なる導電性高分子電極に係るものである。

そして、前記問題点を解決するために、上記集電板に金
属メツシュを用いたことを特徴とする。

［作用］金属メツシュは多孔性で、しかも非常に厚みか薄い（例
えば８０メツシユステンレスでは０．２６〜０．３ｍｍ
）ので、集電板として利用することにより、軽量でかさ
ばらない導電性高分子電極を作製できる。しかも、この
ようにして作製した導電性高分子電極は、フレキシビリ
ティか高いので、用途に応じて様々な形状の電池を作製
できる。

さらに、多孔性で凹凸の多い金属メツシュの形状を反映
して、凹凸の激しい表面積の大きい導電性高分子膜が得
られる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を示すが、本発明はこれに限定
されるものではない。

実施例ピロール０．６Ｍ、ｎＢｕ４　ＮＢＦ４０．１Ｍの濃度
となるように、これらをプロピレンカーボネートに溶解
した。次いで、ステンレスメツシュ（目開き０．１９ｍ
ｍ、厚さ０．２６ｍｍ）を集電板として用い、ｐｔ電極
を対極として電解酸化重合を行ない、ポリピロール膜が
形成された導電性高分子電極を得た。第１図は、このよ
うにして得られたポリピロール電極の構造模式図である
。

図において、１は金属メツシュである。金属メツシュ１
の上にポリピロールの膜が形成されている。

第２図は、このようにして作製されたポリピロール電極
を正極に用いた二次電池の構造模式図である。正極３は
、金属メツシュ１上にポリピロール高分子膜２を形成し
てなるものである。４は負極であり、５は電解液である
。電解液５にはＬｉＢＦ４１Ｍを溶解したプロピレンカ
ーボネート液を使用した。電池性能を測定した結果、充
放電電流１．８７５ｍＡ、容量０．９４ｍＡ−ｈの充放
電において、９３％のエネルギ効率のものが得られた。

この値は、数千回の充放電サイクルを繰返しても、全く
劣化か認められなかった。

比較例電解酸化重合時の作用極（電池正極の集電体）として多
孔質カーボン板を用いたほかは、すべて実施例と同様に
して導電性高分子電極を作製した。

そして、実施例で得られたポリピロール膜電極と比較例
で得られたポリピロール膜電極の諸物性を比較した。そ
の結果を表１にまとめる。

表１から明らかなように、集電板に８０ステンレスメツ
シュを用いることにより、重量では従来の６０％、体積
では１５％に軽減することが可能となった。一方で、ス
テンレスメツシュを集電板として用いることにより、多
孔質カーボンを集電板として用いた場合より優れた電池
特性が得られた。

なお、上記実施例では導電性高分子の原料モノマーとし
て、ピロールを用いた場合を例示して説明したが、本発
明はこれに限定されるものでなく、ピロール誘導体、ア
ニリンまたはその誘導体、チオフェンまたはその誘導体
であっても実施例と同様の効果を実現する。

また、上記実施例ではステンレスメツシュの目開きが０
．１９ｍｍのものを使用した場合について説明したが、
この発明はこれに限られるものでなく、目開き１．ｍｍ
以下のものであれば実施例と同様の効果を実現する。さ
らに、上記実施例では金属メツシュとしてステンレスメ
ツシュを使用した場合について説明したが、この発明は
これに限られるものでなく、白金メツシュ、モリブデン
メツシュ、チタンメツシュ、タンタルメツシュ等の金属
メツシュであれば、いずれの場合も、実施例と同様の効
果を実現する。

［発明の効果］以上説明したとおり、この発明では、集電板上に導電性
高分子材料の膜を形成してなる導電性高分子電極におい
て、集電板に金属メツシュを用いたので、軽量で、かさ
ばらず、しかもフレキシビリティの高い導電性高分子電
極が作製される。したがって、積層型あるいは円筒型な
どの形状では、軽量かつコンパクトな大型電池を作製で
き、プラスチック電池の利点である軽量化を生かすこと
かできる。したかって、電力貯蔵用電池、自動車用バッ
テリ、電気自動車などの大容量電池に本発明を利用する
と効果的である。また、金属メツシュを集電板として用
いることにより、凹凸の激しい基板の形状を反映して、
非常に表面積の大きい導電性高分子電極を作製できるの
で、導電性高分子電極と電解液との接触面積か増加し、
アニオンの膜内での拡散がスムーズに起こるようになる
ため、電池の内部抵抗か減少し、電池性能が向上すると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の導電性高分子電極の模式図
である。第２図は実施例に係る導電性高分子電極を正極
に用いた二次電池の模式図である。図において、１はステンレスメツシュ、２はポリピロー
ル膜である。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）集電板上に導電性高分子材料の膜を形成してなる
導電性高分子電極において、前記集電板に金属メッシュを用いたことを特徴とする導
電性高分子電極。
（２）前記導電性高分子材料は、アニリン、ピロール、
チオフェンまたはそれらの誘導体を電解重合して得られ
るものである特許請求の範囲第１項記載の導電性高分子
電極。
（３）前記金属メッシュの目開きが１ｍｍ以下である特
許請求の範囲第１項または第２項記載の導電性高分子電
極。